Procariontes vs eucariontes

No mundo vivo, existem duas categorias de seres vivos: os procariontes e os eucariontes.

Esta imagem representa os seres procariontes que são organismos unicelulares na sua vasta maioria e que não apresentam o seu material genético delimitado por uma membrana.

Por outro lado, estas duas imagens representam os seres eucariontes, sendo que a primeira representa dois seres de origem animal e a segunda (ervilheira) um ser de origem vegetal.

Procariontes

A partir da observação da imagem, podemos verificar que, tal como dissemos anteriormente a informação genética se encontra dispersa pelo citoplasma isto porque, estas células não apresentam um núcleo bem definido, sendo que este se designa por nucleoide. 

Eucariontes

Este grupo de células destaca-se pela sua complexidade e organização a nível da sua constituição, pelo que a grande diferença entre estas e as anteriores é o facto de apresentar um núcleo bem diferenciado onde se encontra codificada a informação genética. 

Por um lado, se visualizássemos microscopicamente uma célula do bebé ou do cão iríamos observar algo bastante semelhante com o que a primeira imagem representa.

Por outro lado, seria algo do género da segunda imagem que encontraríamos caso visualizássemos microscopicamente uma célula de ervilheira. 

É de salientar ainda que existem constituintes que distinguem este subconjunto de células tais como: a parede celular, os cloroplastos e o vacúolo central que estão apenas presentes nas células vegetais.

O núcleo

Rodeado pelo citoplasma e delimitado pelo invólucro nuclear. Este possui poros que permitem a comunicação entre o núcleo e o citoplasma. No interior do núcleo, há um líquido, o nucleoplasma, com cromatina, ou seja, material genético, com informação essencial ao funcionamento celular. Por vezes, no interior do núcleo observa-se o nucleolo, constituído por proteínas e ácidos nucleicos. Para além disso, é o maior organelo celular, controlando, assim, a actividade da célula. 

DNA

O DNA, Ácido DesoxirriboNucleico, é uma molécula biológica universal presente em todas as células vivas. É no DNA que está contida toda a nossa informação genética, sob a forma de genes. O DNA é constituído por quatro tipos de nucleótidos, unidade básica do DNA (que por sua vez é constituído por uma pentose, um grupo fosfato e uma base azotada), que se associam de uma forma específica, formando uma cadeia dupla: adenina (A) com timina (T) e guanina (G) com citosina (C). Os nucleótidos são designados deste modo devido às bases azotadas que entram nas suas constituições. É possível ler a cadeia de DNA, obtendo-se uma sequência de letras, como por exemplo, ATGATTCTGTA GCCTGATCCC,  a uma sequência completa de DNA dá-se o  nome de genoma. 

Gene

Ao nível molecular, deve considerar-se o DNA constituído por milhares de nucleótidos. Cada segmento de DNA que contém informação para sintetizar uma determinada proteína designa-se gene.

Genoma

A totalidade do material genético de um organismo denomina-se genoma. Este contem os genes. Cada uma das células de um organismo é detentora de uma cópia do genoma. 

Genoma nos procariontes

O genoma dos seres procariontes é constituído por uma molécula circular de DNA associada a proteínas não histónicas, que forma o seu único cromossoma e se concentra na região do nucleoide.

Genoma nos eucariontes

 Nos seres eucariontes o genoma é constituído por várias moléculas lineares de DNA nuclear associadas a uma grande quantidade de proteínas, especialmente histonas. Assim, cada porção do DNA associado às histonas constitui um filamento de cromatina, filamentos estes que, na maior parte do tempo, se encontram dispersos no núcleo da célula. No entanto, quando ocorre a divisão celular, ou seja, quando ocorre a mitose, a cromatina sofre um processo de condensação, dobrando-se e enrolando-se sobre si própria, originando, assim, filamentos curtos e espessos, tornando-se estes visíveis ao microscópio.

Estrutura da cromatina e a sua organização nos cromossomas

1-      No primeiro nível de organização da cromatina, a dupla hélice de DNA rodeia um núcleo de oito proteínas, designadas histonas e forma unidades estruturais chamadas nucleossomas. Cada nucleossoma está separado do seguinte por uma região de DNA de ligação associado a uma histona do tipo H1. As histonas possuem uma grande quantidade de aminoácidos carregados positivamente que interagem com as cargas negativas do DNA.

2-      A fibra de cromatina enrola-se e forma uma estrutura de 30nm de espessura. A histona H1 mantém os nucleossomas muito próximos uns dos outros.

3-      A fibra de cromatina forma hansas ou domínios que se ligam ao esqueleto do cromossoma, formado por proteínas não histónicas.

4-      Durante a meiose, os domínios ainda se dobram e enrolam sobre si próprios, tornando os cromossomas visíveis.

A cromatina que permanece condensada durante a interfase e que cora intensamente denomina-se heterocromatina. A cromatina dispersa no núcleo interfásico designa-se eucromatina.

As zonas de heterocromatina são geneticamente inativas, ou porque não têm genes ou porque estes estão reprimidos, contrariamente às zonas de eucromatina que são ativamente transcritas.

O genoma nestes seres inclui também material genético extracelular. As mitocôndrias e os cloroplastos contêm DNA que codifica produtos essenciais à sua função biológica e que é muito semelhante ao DNA bacteriano.

Cromossoma

Cada molécula de DNA associada a proteínas, ou seja, cada filamento de cromatina é designado cromossoma, pelo facto de apresentar afinidade para os corantes.

O cromossoma é constituído por:

·         dois cromatídeos, ou seja, moléculas iguais de DNA produzidas por replicação durante a fase S do ciclo celular.

·         Um centrómero, que é a principal construção do cromossoma e local onde este se liga às fibras do fuso acromático. Aqui localiza-se uma sequencia de DNA repetitiva. Os cromossomas são classificados de acordo com a posição do centrómero.

·         Braços que tem origem no centrómero. Quando o tamanho deste é diferente, o mais longo é designado por q e o mais curto por p. Os genes encontram-se em loci ao longo dos braços do cromossoma. Nem todos os cromossomas têm a mesma densidade de genes.

·         Telómeros: Extremidades dos cromossomas. Conferem estabilidade estrutural ao cromossoma. São formados por sequencias de DNA repetitivas e inertes, o que permite que as extremidades de diferentes cromossomas não estabeleçam interações entre si.

Cariótipo

Um cariótipo organiza os cromossomas aos pares com base no seu tamanho e noutras marcas físicas, como a posição do centrómero e o padrão de bandas que resulta da coloração efetuada.

O cariótipo varia de espécie para espécie, sendo, no entanto, característico e constante em cada espécie. Quando uma célula se divide, cada célula-filha recebe uma cópia de cada um dos seus cromossomas, assegurando-se, desta forma, que recebem toda a informação genética que a célula-mãe possuía. Este, na espécie humana, é constituído por 46 cromossomas organizados em 23 pares. 44 são autossomas e são idênticos nos dois sexos, ou seja, possuem os mesmos genes na mesma sequência, e 2 são heterossomas ou cromossomas sexuais: XX no sexo feminino e XY no sexo masculino.

Organismo multicelular

Cada organismo multicelular é constituído, geralmente, por um elevado número de células, que contêm cópias do genoma no seu núcleo, e que se associam formando tecidos. Normalmente, diferentes grupos de tecidos associam-se para formar grandes estruturas designadas órgãos, os quais podem formar sistemas de órgãos que cooperam entre si, formando um organismo.

 Hereditariedade

A expressão do genoma em cada uma das células de um organismo multicelular produz um efeito global que constitui o fenótipo do individuo.

Os indivíduos, ao reproduzirem-se sexuadamente, estabelecem relações familiares, nas quais se verifica a partilha, alteração e transmissão de genomas entre indivíduos. A genética familiar debruça-se sobre a forma como essas características hereditárias são transmitidas de geração em geração, revestindo-se de especial interesse o acompanhamento de anomalias genéticas. Finalmente, as alterações que ocorrem no seio das populações contribuem para a evolução das espécies.